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1、 人类应用人类应用生态学生态学和和系统学系统学的基本的基本原理和方法，通过原理和方法，通过系统设计系统设计、调控调控和和技术组装技术组装，对已被破坏的生态环境进，对已被破坏的生态环境进行行修复、重建修复、重建，对造成环境污染和破，对造成环境污染和破坏的传统生产方式进行坏的传统生产方式进行改善改善、并提高、并提高生态系统的生态系统的生产力生产力，从而促进人类社，从而促进人类社会和自然环境的和谐发展。会和自然环境的和谐发展。一 生态工程的概念生态工程的概念生态工程建设目的：生态工程建设目的：遵循自然界遵循自然界物质循环物质循环的规律，充分发的规律，充分发挥资源的生产潜力，防止挥资源的生产潜力，防止
2、环境污染环境污染，达到，达到经济效益经济效益和和生态效益生态效益的同步发展。的同步发展。与传统的工程相比，生态工程是与传统的工程相比，生态工程是一类一类少消耗少消耗、多效益多效益、可持续可持续的工程的工程体系。体系。二、生态工程的基本原理二、生态工程的基本原理 1.物质循环再生物质循环再生 原理：如无废弃物农业。2.物种多样性原理：提高生态系统的 抵抗力稳定性抵抗力稳定性。3.协调与平衡协调与平衡 原理：处理生物与环境的协调与平衡，考虑环境容纳量环境容纳量。4.整体性原理：考虑自然、经济自然、经济和社会系统的统一。5.系统学和工程学原理（1）系统的结构决定功能原理：通过改变和优化结构通过改变和
3、优化结构，达到改善系统功能的目的。（2）系统整体性原理：实现总体功能大于各部分之和总体功能大于各部分之和的效果。二、生态工程所遵循的基本原理二、生态工程所遵循的基本原理1 1、物质循环再生原理物质循环再生原理实例:无废弃物农业,它是我国古代传统农业的辉煌成就之一，也是生态工程最早和最生动的一种模式。理论基础:物质循环2 2、物种多样性原理、物种多样性原理理论基础:物种越丰富，生态系统的抵抗力稳定性越高实例:纯樟子松林、杨树林和珊瑚礁区3 3、协调与平衡原理、协调与平衡原理-需要考虑环境承载力即环境容纳量实例:未因地制宜栽种树种草原的过度放牧协调:主要指生物要适应环境,不要 盲目引种或栽种平衡:
4、某环境下生物种群的数量和环境的承载力要平衡遇虫害而死的樟子松4 4、整体性原理、整体性原理整体指社会整体指社会-经济经济-自然复合而成的巨大系统自然复合而成的巨大系统生产生产 成本成本消费消费效益效益经济系统经济系统植物植物动物动物微生物微生物非生物的因素非生物的因素自然系统自然系统政策政策管管理理科科学学文文化化社会系统社会系统5 5、系统学和工程学原理、系统学和工程学原理（1 1）系统的结构决定功能原理）系统的结构决定功能原理（二）生态工程所遵循的基本原理（二）生态工程所遵循的基本原理 桑基鱼塘分布在桑基鱼塘分布在我国长江三角洲、我国长江三角洲、珠江三角洲一带的珠江三角洲一带的水乡，是一种
5、典型水乡，是一种典型的水陆物质和能量的水陆物质和能量交换型生态工程。交换型生态工程。理论基础:分布式优于集体式5 5、系统学和工程学原理、系统学和工程学原理（二）生态工程所遵循的基本原理（二）生态工程所遵循的基本原理（2 2）系统整体性原理）系统整体性原理 你能举出系统整体功系统整体功能大于部分之和的能大于部分之和的例子例子吗吗?系统各组分之间要有适系统各组分之间要有适当的比例关系，只有这样才当的比例关系，只有这样才能顺利完成能量、物质、信能顺利完成能量、物质、信息等的转换和流通，并且实息等的转换和流通，并且实现总体功能大于各部分之和现总体功能大于各部分之和的效果，即的效果，即“1+12”1+
6、12”。珊瑚礁珊瑚礁“白化白化”5 5、系统学和工程学原理、系统学和工程学原理（1）系统的结构决定功能原理（2）系统整体性原理实例:桑基渔塘理论基础:分布式优于集体式3.所遵循的基本原理二、生态工程的实例二、生态工程的实例1.农村综合发展型农村综合发展型生态工程：窦店村以沼气工程为中心的生态工程。2.小流域综合治理生态工程：甘肃陇南地区“九子登科九子登科”的治理模式。3.大区域生态系统恢复工程：三北防护林三北防护林、退耕还林。4.湿地生态恢复湿地生态恢复 工程：鄱阳湖的综合治理。5.矿区废弃地的生态恢复矿区废弃地的生态恢复 工程 6.城市环境生态工程 7.我国生态工程的发展前景：不但要重视 对
7、生态环境的保护对生态环境的保护，更要注重与注重与社会、经济效益的结合社会、经济效益的结合。三、生态工程的实例生态工程的实例1、农村综合发展型生态工程问题问题:农村中物质农村中物质、能量能量 的多级利用问题的多级利用问题对策对策:进行进行综合发展型生综合发展型生态工程态工程案例案例:北京窦店村以沼北京窦店村以沼气为中心的气为中心的生态工程生态工程主要运用的生态工程基本原理：物质循环再生原理、整体性原理、物种多样性原理等。2、小流域综合治理生态工程问题问题:小流域水小流域水土流失问题土流失问题对策对策:进行综进行综合治理合治理 案例案例:甘肃陇南甘肃陇南 县县”九子登科九子登科”模式模式运用原理：
8、整体原理、协调与平衡原理以及工程学原理山顶戴帽子：山头实行封禁管理、营造水土保持林，山顶戴帽子：山头实行封禁管理、营造水土保持林，保护和恢复植被；保护和恢复植被；山腰系带子：半山陡坡退耕还林还草，发挥林草拦山腰系带子：半山陡坡退耕还林还草，发挥林草拦蓄作用，减少径流；蓄作用，减少径流；坡地修台子：坡耕地以坡改梯田为突破口，建设基坡地修台子：坡耕地以坡改梯田为突破口，建设基本农田，为调整农业产业结构提供条件；本农田，为调整农业产业结构提供条件；地埂锁边子：充分利用地埂种植经济作物，既获得地埂锁边子：充分利用地埂种植经济作物，既获得经济效益，又保护地埂；经济效益，又保护地埂；荒地荒沟栽苗子：在荒山
9、、荒沟、荒坡地建设薪炭荒地荒沟栽苗子：在荒山、荒沟、荒坡地建设薪炭林；林；山脚种果子：山脚发展经济林果园，促进商品经济山脚种果子：山脚发展经济林果园，促进商品经济发展；发展；沟底穿靴子：在干、支、毛沟沟底修建谷坊、拦挡沟底穿靴子：在干、支、毛沟沟底修建谷坊、拦挡坝，建设沟坝地，拦蓄泥沙，防止沟壑被水冲蚀而导致其坝，建设沟坝地，拦蓄泥沙，防止沟壑被水冲蚀而导致其不断扩张；不断扩张；”九九子子登登科科”模模式式3 3、大区域生态系统恢复工程、大区域生态系统恢复工程问题问题:我国土地荒我国土地荒漠化问题漠化问题对策对策:植树造林植树造林、退、退耕还林、还草耕还林、还草 案例案例:退耕还草退耕还草和和
10、三北防护林建设三北防护林建设4 4、湿地生态恢复工程、湿地生态恢复工程问题问题:湿地的缩小和破湿地的缩小和破坏问题坏问题 对策对策:控制污染控制污染 、退田还、退田还湖湖案例案例:江西鄱阳湖湿地生江西鄱阳湖湿地生态恢复工程态恢复工程5 5、矿区废弃地的生态工程、矿区废弃地的生态工程问题问题:矿区生态环境的矿区生态环境的破坏问题破坏问题 对策对策:修复土地修复土地、恢恢复植被等复植被等案例案例:赤峰市元宝山赤峰市元宝山矿区生态恢复工程矿区生态恢复工程6、城市环境生态工程问题问题:城市生态系统面城市生态系统面临的垃圾临的垃圾、大气大气、噪音噪音 等污染问题等污染问题 对策与对策与案例案例:城市城市
11、绿化污水净化和废弃绿化污水净化和废弃物处理等综合治理物处理等综合治理 发达国家经济发展水平较高，人均土发达国家经济发展水平较高，人均土地、水等资源占有量较多，所以这些国家地、水等资源占有量较多，所以这些国家的生态工程的生态工程往往注重生态恢复往往注重生态恢复，而，而较少注较少注重经济效益重经济效益。而我国人口较多，人均土地、。而我国人口较多，人均土地、水资源和能源占有量少，所以在进行生态水资源和能源占有量少，所以在进行生态工程时，一定要工程时，一定要注重生态效益、社会效益注重生态效益、社会效益和经济效益的统一。和经济效益的统一。发达国家与我国的生态工程建设强调发达国家与我国的生态工程建设强调的
12、重点有所不同，为什么？的重点有所不同，为什么？生态工程的实例建立不同的生态工程要依据不同的原理，因地制宜，不能相互照搬。1 1、”生物圈生物圈2 2号号”的实验及启示的实验及启示四、生态工程发展的前景生态工程发展的前景2 2、我国生态工程发展前景的分析与展望、我国生态工程发展前景的分析与展望西方国家生态工程的特点西方国家生态工程的特点我国生态工程的特点我国生态工程的特点我国生态工程存在的问题及发展前景我国生态工程存在的问题及发展前景“生物圈生物圈2号号”于于1986年年11月破土动工。月破土动工。1991年年9月，月，第一批第一批8名实验者进入其中并开始实验。名实验者进入其中并开始实验。199
13、3年年2月，月，向向“生物圈生物圈2号号”输氧，人员撤出。输氧，人员撤出。1994年年2月第二批月第二批7名实验者进入其中，几个月后撤出，实验失败。名实验者进入其中，几个月后撤出，实验失败。1.1.分析朝鲜三八线的资料，说明它所蕴涵的意分析朝鲜三八线的资料，说明它所蕴涵的意义。义。生态工程的恢复作用是有限的，不能认为只要生态工程的恢复作用是有限的，不能认为只要有了生态工程，就可以先污染，后治理。人类有了生态工程，就可以先污染，后治理。人类迄今尚没有能力完全模拟出自然的生态系统。迄今尚没有能力完全模拟出自然的生态系统。自然生态系统发展到今天已经过几十亿年的进自然生态系统发展到今天已经过几十亿年的
14、进化，每平方公里每年的无形服务价值高达化，每平方公里每年的无形服务价值高达6.46.4万万美元，而为了达到同样的效果，用人工制造和美元，而为了达到同样的效果，用人工制造和模拟的办法，人类至少要花费模拟的办法，人类至少要花费1010亿美元还不尽亿美元还不尽如人意。如人意。另一方面，自然生态系统具有相当的自我恢复另一方面，自然生态系统具有相当的自我恢复能力，我们在生态工程建设中应该积极利用自能力，我们在生态工程建设中应该积极利用自然生态系统的这种能力，以节省投资。然生态系统的这种能力，以节省投资。在我国北方地区，由于冬天气温很低，会导致农作物不能生长，在我国北方地区，由于冬天气温很低，会导致农作物
15、不能生长，家畜生长缓慢，甚至停止，沼气池不能正常产气；而农民要解决家畜生长缓慢，甚至停止，沼气池不能正常产气；而农民要解决蔬菜的不间断生产问题。很显然，大量使用造价昂贵、并用燃料蔬菜的不间断生产问题。很显然，大量使用造价昂贵、并用燃料加热的玻璃温室是不符合我国国情的。你能用所学知识，设计一加热的玻璃温室是不符合我国国情的。你能用所学知识，设计一种生态工程，来较好地解决上述问题吗？请在画出其物质和能量种生态工程，来较好地解决上述问题吗？请在画出其物质和能量结构图的基础上，说明你所依据的生态工程原理。结构图的基础上，说明你所依据的生态工程原理。教材中教材中“四位一体四位一体”的图所示为近年来出现在
16、我国北方农区的的图所示为近年来出现在我国北方农区的一种生态工程类型，它较好地解决了习题中所述问题。一种生态工程类型，它较好地解决了习题中所述问题。“四位四位”指指沼气池沼气池、猪禽舍猪禽舍、厕所厕所及及日光温室日光温室四部分，是庭院经济与生态四部分，是庭院经济与生态农业相结合的一种生产模式。它的运行农业相结合的一种生产模式。它的运行原理为原理为：日光温室的增温日光温室的增温效应可使蔬菜等作物在冬天也能正常生长；同时也使猪禽免受严效应可使蔬菜等作物在冬天也能正常生长；同时也使猪禽免受严寒而快速生长；温室内的植物为动物提供氧气，同时吸收二氧化寒而快速生长；温室内的植物为动物提供氧气，同时吸收二氧化碳；人、猪、禽的粪尿及蔬菜废弃物和秸秆等物质投入沼气池产碳；人、猪、禽的粪尿及蔬菜废弃物和秸秆等物质投入沼气池产气，同时温室的高温也提高了沼气在冬天的产气稳定性；沼液和气，同时温室的高温也提高了沼气在冬天的产气稳定性；沼液和沼渣又是蔬菜的良好肥料，有助于减少蔬菜的病虫害，提高蔬菜沼渣又是蔬菜的良好肥料，有助于减少蔬菜的病虫害，提高蔬菜的产量和质量的产量和质量。“四位一体四位一体”生态工程物质循环示
